2.3. Похибки приладів.

Розрізняють абсолютну, відносну і приведену похибки приладу. Абсолютна похибка дорівнює різниці між показом при­ладу і дійсним значенням вимірюваної величини. Якщо  — дійсне значення вимірюваної величини, — показ приладу, то абсолютна похибка

. (1)

Відносна похибка — це відношення абсолютної похибки до дій­сного значення вимірюваної величини, яке звичайно виражають в процентах: . Приведеною похибкою є виражене в процентах відношення абсолютної похибки до максимального значення величини, яке може бути виміряне по шкалі приладу. Якщо через позначити максимальне значення вимірюваної електричної величини на шкалі приладу, то приведена по­хибка

. (2)

Коли прилад має шкалу, яка починається не від нуля, а від певного значення електричної величини, то приведена похибка виражається в процентах від повного інтервалу зміни вимірю­ваної величини від початку до кінця шкали (від різниці між верхньою і нижньою границями вимірювань).

Для електровимірювальних приладів встановлені стандарти (норми) найбільшої приведеної похибки, за величиною якої прилади поділяються на класи точності. Випускаються прилади таких класів точності: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Клас точності вказується на лицьовій стороні приладу. Знаючи клас точності, можна згідно з формулою (2) визначити найбільшу абсолютну похибку даного приладу:

. (3)

Як видно з цієї формули, абсолютна похибка приладу є сталою по всій шкалі, оскільки величини і — сталі характеристики приладу. Звідси випливає, що відносна похибка вимірювань тим більша, чим менше значення вимірюваної величини. Напри­клад, амперметр має клас точності 1,5 а його границя вимірювань = 5 А (максимальне значення сили струму, яке нанесене на шкалі амперметра). Найбільша абсолютна похибка згідно з формулою (3) дорівнює:

.

Припустимо, що цим амперметром виміряні два значення сили струму: і . Відносні похибки вимірювань цих струмів дорівнюють:

.

З наведеного прикладу видно, що відносна похибка вимірювання пропорційно зростає в стільки разів, в скільки разів змен­шується вимірювана величина: при зменшенні вимірюваного струму від 2,5 А до 1,0 А (у 2,5 рази) відносна похибка збіль­шилась відповідно від 3% до 7,5% , тобто зросла у 2,5 рази, а у порівнянні з приведеного похибкою приладу (1,5%) — у 5 разів. Звідси випливає висновок, що для проведення ви­мірювань з можливо меншою похибкою потрібно застосовувати або прилади такої чутливості, щоб вимірювана електрична величина викликала відхилення стрілки (чи іншого вказівника приладу) більш ніж на половину шкали, або багатошкальні чи багатограничні прилади, при використанні яких можна вибирати відповідну границю вимірювань. Наприклад, вольтметр, клас точності якого 1,0, має границі вимірювань 300 В, 150 В і 75 В, які вказані біля його відповідних клем або на перемикачі границь вимірювань, який знаходиться на лицьовій стороні цього вольтметра. Припустимо, що вольтметр за допомогою пе­ремикача ввімкнутий на границю вимірювань 300 В, а стрілка вольтметра показує напругу 50 В. Згідно з формулою (3) абсо­лютна похибка приладу в такому разі дорівнює:

.

Тоді відносна похибка вимірювань

(6%).

Оскільки виміряна напруга 50 В менша за найменшу границю вимірювань даного вольтметра 75 В, то вольтметр потрібно пе­реключити на цю границю. В цьому випадку абсолютна і відносна похибки відповідно дорівнюють:

.

Таким чином, точність вимірювання напруги підвищилась у 4 рази в результаті використання границі вимірювань 75 В замість 300 В.